火灾风险等级与阶段疏散策略—《建筑防火·底层逻辑》系列专题

石峥嵘：本文属于《建筑防火·底层逻辑》系列专题——火灾风险等级与阶段疏散策略。

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    为统筹建筑功能与人员安全疏散，自 20 世纪以来，逐步形成了“风险分级—阶段疏散”相结合的安全疏散体系。具体应用为：根据火灾风险程度，将建筑空间划分为危险区域、次危险区域、室内安全区域和室外安全区域；实施基于风险分级的差异化疏散策略，构建分级响应与阶段疏散的协同机制。

    该体系已发展为现代建筑安全疏散设计的重要范式，为复杂建筑条件下的安全设计提供了系统化的技术路径。

    本文将从安全疏散体系的关键概念、现实困境、解决方案、核心要素等方面，全面拆解“风险分级—阶段疏散”体系的原理与实践应用，为建筑消防安全设计与管理提供清晰指引。

一、安全疏散体系的核心要素

    1. 发展历程

    20世纪初，随着欧美国家高层建筑的快速发展，为平衡建筑功能与人员安全需求，各国逐步建立起系统化的安全疏散体系。

    自1970年代起，伴随阶段疏散理念的提出，该体系持续发展，并在1980至1990年代借助计算机火灾模拟与人员疏散模拟技术的应用而日趋完善。

    2. 安全疏散体系的核心要素

    在现代建筑实践中，安全疏散体系的核心要素可归纳为:

    （1）设置室内安全区域和次危险区域，作为疏散过程中的过渡与缓冲空间；

    （2）根据火灾风险程度，将建筑空间划分为危险区域、次危险区域、室内安全区域和室外安全区域；

    （3）实施基于风险分级的差异化疏散策略，构建分级响应与阶段疏散的协同机制。

    该体系已成为现代建筑安全疏散设计的重要理论基础和实践范式。

二、火灾发展趋势图及关键概念

    理解火灾风险等级与阶段疏散策略，需要明确两个核心概念：必需疏散时间（RSET）与可用疏散时间（ASET）。

    1．火灾发展趋势图 

    下图为火灾发展趋势示意图【图示1】，展示了火灾发展过程中烟气浓度与热量随时间的增长规律。随着火势扩大，环境条件迅速恶化，对人员的威胁程度逐步增强。

【图示1】火灾发展趋势图

    2．必需疏散时间和可用疏散时间 

    在【图示1】中，假设A点为火势发展至危及人员安全的临界时刻，则全部人员必须在 A 点之前完成疏散；假设B点为人员实际疏散完成的时刻，则 B 点必须早于 A 点。由此，引出与A时间点和B时间点相对应的三个关键要素：可用疏散时间、必需疏散时间和安全裕量。

    （1）可用疏散时间（ASET）

    可用疏散时间：自火灾发生起，至环境条件恶化至威胁人身安全前的时间。在【图示1】中，就是从火灾发生起至A点的时间。

    （2）必需疏散时间（RSET）

    必需疏散时间：从火灾发生起，至人员安全疏散至安全区域所需的全部时间。在【图示1】中，就是从火灾发生起至B点的时间。该时间包括以下阶段：探测时间、报警时间、识别时间、反应时间、运动时间。（相关术语释义见【图示2】）

    （3）安全裕量（Safety Margin）

    安全裕量：指可用疏散时间（ASET）与必需疏散时间（RSET）之间的差值，在【图示1】中，就是A点与B点之间的时间差。安全裕量越大，建筑的人员疏散安全性越高。

    3. 疏散评估流程示意图

    下图为疏散评估流程示意图及相关术语释义【图示2】，直观展示了从火灾发生到人员安全疏散全过程中各关键时间要素之间的逻辑关系。

【图示2】疏散评估流程示意图

三、疏散原则、现实困境

    讲解完火灾发展的趋势和关键概念，我们来讲解疏散原则以及面临的困境。

    1. 疏散原则：必需疏散时间必须小于可用疏散时间

    为确保人员安全，必需疏散时间（RSET）必须小于可用疏散时间（ASET），并应预留适当的安全裕量（Safety Margin）。

    也就是说，在火灾环境恶化至威胁人身安全之前，所有人员必须完成疏散并到达安全区域。

    2. 现实困境：大部分建筑的必需疏散时间均远超可用疏散时间

    火灾研究与应急救援案例表明，常规一、二级耐火等级建筑的可用疏散时间（ASET）通常在5分钟左右，三、四级耐火等级建筑的可用疏散时间（ASET）更短。若以建筑室外作为疏散时间的控制目标，则大部分室内区域的必需疏散时间（RSET）均远超可用疏散时间（ASET），无法满足安全疏散要求。

    示例：在【图示3】建筑中，采用无防火保护的开敞式楼梯，楼梯属于危险区域，需要以建筑室外作为疏散时间的控制目标。必需疏散时间为火灾发生起至人员疏散至建筑室外的时间，包括竖向疏散楼梯的疏散时间。室内任意一点的疏散距离计算，均应延伸至建筑室外，本图示中，A点的疏散距离为a+b+c。该建筑大部分区域的必需疏散时间均大于可用疏散时间，人员安全无法保证。

【图示3】以建筑室外作为疏散时间控制目标的建筑（采用开敞式楼梯）

四、解决方案：构建“风险分级与阶段疏散”相结合的协同体系

    为统筹建筑功能与人员安全疏散，自 20 世纪以来，逐步形成了“风险分级—阶段疏散”相结合的安全疏散体系【图示4】。具体应用为：根据火灾风险程度，将建筑空间划分为危险区域、次危险区域、室内安全区域和室外安全区域；实施基于风险分级的差异化疏散策略，构建分级响应与阶段疏散的协同机制。

【图示4】火灾风险等级与疏散策略

    该体系已发展为现代建筑安全疏散设计的重要范式，为复杂建筑条件下的安全设计提供了系统化的技术路径。其核心要素包括：

    1.明确危险区域 

    危险区域主要是指人们工作、生活、生产或储存的室内空间。建筑内部的功能用房、生产车间及库房等空间，均应划入危险区域【图示5】【图示6】。

    危险区域存在可燃物和一定火灾风险，一旦发生火灾，需要迅速撤离。

    2. 将走道构建为次危险区域

    次危险区域是相对于危险区域的概念，是连接危险区域和安全区域的过渡空间。次危险区域主要包括疏散走道【图示5】【图示6】。

    疏散走道是建筑中在火灾时用于人员疏散并具有防火、防烟性能的走道。疏散走道可降低火灾风险，汇集疏散人流，提高疏散效率，并有利于建筑功能发挥。

    次危险区域同样存在火灾风险，一旦发生火灾，需要迅速撤离。

    3. 将疏散楼梯间和前室构建为室内安全区域

    将疏散楼梯间和前室构建为室内安全区域【图示5】【图示6】，豁免室内安全区域的疏散时间和疏散距离，是解决安全疏散时间的基本手段。

    （1）采用符合标准要求的疏散楼梯间，构建为室内安全区域。

    （2）以室内安全区域作为必需疏散时间的控制目标。室内任意点至建筑室外的疏散距离，优化为至疏散楼梯间的疏散距离。以【图示3】为例，将疏散楼梯间构建为室内安全区域后，原A点处的疏散距离，由a+b+c转化为a，参见【图示7】。

    （3）通过合理规划疏散路径，控制疏散净宽度和疏散距离，确保危险区域和次危险区域内任意点的必需疏散时间小于可用疏散时间。

【图示5】建筑内各区域的火灾风险等级（平面示意）

【图示6】建筑内各区域的火灾风险等级（立面示意）

【图示7】以疏散楼梯间作为疏散时间控制目标的建筑（采用符合标准要求的疏散楼梯间）

    4. 设置避难层（避难区）

    疏散楼梯间作为室内安全区域，现行标准未限定其疏散时间和疏散距离，也未限定其最大竖向高度。

    当建筑高度超过100m时，有必要为疏散人员设置临时避难和调整空间，应设置避难层，避难层的避难区属于室内安全区域。

    5. 设置避难走道

    在一些大型建筑中，难以按照规范要求设置直通室外的安全出口，可设置避难走道，通过避难走道直通室外。避难走道及前室属于室内安全区域。

    避难走道主要用于解决水平疏散距离过长和安全出口（包括疏散楼梯等）无法直通室外等问题。也可作为大型地下商店相邻区域的连通设施。

    在【图示8】中，防火分区通过避难走道直通室外。

【图示8】防火分区通过避难走道直通室外

    在【图示9】中，疏散楼梯通过避难走道直通室外。

【图示9】疏散楼梯通过避难走道直通室外

    在【图示10】中，避难走道作为地下商店相邻区域的连通设施，防火分区通向避难走道的出口可视为安全出口。 

【图示10】避难走道作为地下商店相邻区域的连通设施

    6. 设置避难间

    为了满足难以在火灾中及时疏散的特殊人群的避难需要，满足一定条件的医疗建筑和老年人照料设施，需要设置避难间。

    这类避难间主要用于解决特殊人群的平面疏散问题，通常称为“解决平面疏散问题的避难间”，以区别“解决竖向疏散距离过长而设置的避难层”。

    7. 定性室外安全区域【图示11】

    室外安全区域是人员的最终疏散目标，应为室外地面。

    符合疏散要求并具有直达地面设施的上人屋面、平台和下沉广场 ，可以视为室外安全区域。

【图示11】上人屋面或平台（直达室外地坪）

五、室内安全区域

    为方便大家理解，我们补充介绍一下室内安全区域。

    室内安全区域是相对于室外安全区域的概念，是连接室外安全区域的过渡空间，是为了解决安全疏散问题而设置的室内安全区间。通常认为，在火灾条件下，进入室内安全区域，即可认为到达安全地点，不再考虑室内安全区域疏散至室外安全区域的疏散时间和疏散距离。

    室内安全区域是独立的防火单元，其耐火性能、防烟性能及封闭性等应符合相关标准要求，应能有效防止外部火灾烟气和火焰侵入。室内安全区域可作为人员疏散、灭火救援和临时避难空间。

    常见的室内安全区域，主要包括疏散楼梯间及前室、避难层的避难区、避难走道、满足一定条件的上人屋面、平台及下沉广场等。

    1. 疏散楼梯间及前室

    疏散楼梯间及前室，是最常见的室内安全区域。疏散楼梯应直通室外，确有困难时，可通过避难走道直通室外。

    按形式分类，疏散楼梯间主要包括敞开楼梯间、封闭楼梯间、防烟楼梯间和室外疏散楼梯。

    （1）敞开楼梯间【图示12】

    敞开楼梯间的三面有墙围护，面向疏散走道一侧敞开。

    对于允许设置敞开楼梯间的建筑，敞开楼梯间可作为竖向安全疏散通道，可视为室内安全区域。

    不满足敞开楼梯间要求的敞开楼梯和开敞式楼梯，除特别规定外，不能作为竖向安全疏散通道，不能作为楼层的安全出口，应视为连通上下楼层的开口。

【图示12】敞开楼梯间

    （2）封闭楼梯间【图示13】

    封闭楼梯间是在楼梯间入口处设置门，以防止火灾的烟气和热进入的楼梯间。

    相对敞开楼梯间，封闭楼梯间的安全性能较高。

【图示13】封闭楼梯间

    注：封闭楼梯间疏散门的耐火性能，应依据相关标准确定。

    （3）防烟楼梯间【图示14】

    防烟楼梯间在楼梯间入口处设置防烟前室，且通向前室和楼梯间的门均为防火门，具有较高的防火防烟性能。防烟楼梯间的前室可以是开敞式阳台或凹廊。

【图示14】防烟楼梯间

    （4）室外疏散楼梯。

    室外疏散楼梯多悬挑于建筑外墙，多面开敞，能较好地防止烟气积聚。需要注意的是，室外疏散楼梯虽然处于室外区域，但受制于外墙耐火极限以及内部火灾风险影响，仍属于室内安全区域。

    室外疏散楼梯可作为防烟楼梯间或封闭楼梯间使用。

    2. 避难层的避难区。

    如前所述，当建筑高度超过100m时，有必要为疏散人员设置临时避难和调整空间，应设置避难层，避难层的避难区属于室内安全区域【图示6】。

    3. 避难走道

    如前所述，当建筑中疏散距离过长，或难以按照规范要求设置直通室外的安全出口时，可以通过避难走道直通室外，避难走道也可作为大型地下商店相邻区域的连通设施。

    避难走道和防烟楼梯间的作用类似，疏散时人员只要进入避难走道或前室，就可视为进入室内安全区域。

    4. 上人屋面、平台及下沉广场【图示15】

    上人屋面、平台及下沉广场等，均可作为疏散设施。

    依据安全疏散路径的确立原则，风险只能逐级递减，当上人屋面或平台需要通过疏散楼梯等室内安全区域到达室外地面时，上人屋面和平台只能作为室内安全区域。

【图示15】上人屋面或平台（通过室内安全区域疏散）

六、释疑

    最后，我们讲解火灾风险区域划分中的争议问题：

    问题1：避难间是否属于室内安全区域？

    回答：当避难间不能直通疏散楼梯间或前室，或当避难间与前室以外的其他功能房间合用时，不属于室内安全区域，仅可作为特定人群的疏散缓冲空间。

    当避难间直通疏散楼梯间或前室，且不用于其他功能时，可视为室内安全区域。

    在【图示16】中，避难间与独立前室合用，需要满足前室的防火要求，属于室内安全区域。

【图示16】避难间与独立前室合用

    在【图示17】中，避难间与前室以外的其他功能房间合用，不属于室内安全区域。

【图示17】避难间与前室以外的其他功能房间合用

    在【图示18】中，避难间不能直达室内安全区域，因此不属于室内安全区域。

【图示18】避难间不能直达室内安全区域

    在【图示19】中，当避难间直通疏散楼梯间或前室，且不用于其他功能时，可视为室内安全区域。

【图示19】避难间直通疏散楼梯间或前室，且不用于其他功能

    问题2：室外疏散楼梯，是否属于室外安全区域？ 

    回答：室外疏散楼梯多悬挑于建筑外墙，多面开敞，能较好地防止烟气积聚。需要注意的是，室外疏散楼梯虽然处于室外区域，但受制于外墙耐火极限以及内部火灾风险影响，仍属于室内安全区域。

    室外疏散楼梯可作为防烟楼梯间或封闭楼梯间使用。

    问题3：上人屋面、平台及下沉广场是否属于室外安全区域？

    回答：上人屋面、平台及下沉广场等，均可作为疏散设施。

    依据安全疏散路径的确立原则，风险只能逐级递减。

    当上人屋面、平台或下沉广场需要通过疏散楼梯（包括室外疏散楼梯）等室内安全区域到达室外地面时，上人屋面和平台只能作为室内安全区域【图示14】。

    当上人屋面、平台或下沉广场符合标准要求并可直达室外地面时，可以视为室外安全区域【图示15】。

七、总结

    至此，我们完成了火灾风险等级与阶段疏散策略的讲解。

    本章系统阐述了建筑火灾风险分级与阶段疏散策略的基本思想和实施路径。通过对火灾风险分级必要性和核心价值的分析，明确了安全疏散设计的基本原则，揭示了现实条件下面临的主要困境，并提出了可行的解决方案。

    建筑空间可根据火灾风险程度划分为危险区域、次危险区域、室内安全区域和室外安全区域。在此基础上，实施基于风险分级的差异化疏散策略，形成“风险分级—阶段疏散”的协同体系。该协同体系现已成为现代建筑安全疏散设计的重要范式，为复杂建筑条件下的消防安全提供了系统化、可操作的技术路径。